美國康奈爾大學（Cornell University）的科學家把一種關鍵的植物酶引入大腸桿菌，將其做為理想的實驗環境研究如何改善酶的特性，從而提升植物的光合作用效率。
植物通過光合作用將二氧化碳、水和陽光變成氧氣，並產出蔗糖，為植物生長提供能量。加快光合作用將會提升作物的產量。
加氧酶（Rubisco，二磷酸核酮糖羧化酶）是一種緩慢作用的酶，把碳元素從二氧化碳中分離，製造蔗糖。但是有的時候，這種酶與空氣中的氧氣發生作用，產生有毒的副產品，從而浪費能量，降低光合作用的效率。
「最好讓加氧酶不要和氧氣反應，而且作用得快一些。」康奈爾大學植物分子學教授漢森（Maureen Hanson）說。
為了實現這一目標，研究人員從菸草中提取加氧酶，基因改造後注入大腸桿菌內。
「我們現在可以製造酶的變異體嘗試改善酶的功能，然後在大腸桿菌內進行實驗。」漢森說，這樣做的好處是，微菌繁殖很迅速，研究人員次日就可以看到實驗結果。「如果把新品種加氧酶引入一棵植物內，要等幾個月才能看到結果。」
不過也存在困難。在植物中酶的組合過程很複雜，而且存在不同版本，要在大腸桿菌內進行實驗並不容易。
這份研究找到一個辦法，把酶的組合過程分解，在大腸桿菌內只表徵一個基因亞基單元，以研究酶的特性。研究者表示，通過這個方法他們在大腸桿菌內獲得了和在植物中一樣的加氧酶的基因表徵。
他們還發現，來自植物毛狀體（葉子上的細毛）的加氧酶，比葉子上的作用速度快一些。
「我們現在有能力改造新版的加氧酶，在大腸桿菌內實驗，找到特性最好的版本。之後，我們再把改造酶引入植物。」
這份研究近期發表在《自然-植物》（Nature Plants）期刊上。
